1
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1LATAR BELAKANG
Produksi biodiesel semakin meningkat dari tahun ke tahun sebagai sumber
energi alternatif untuk menggantikan bahan bakar fosil yang semakin menipis [1].
Dari 2008 sampai 2011, total produksi gliserol dunia meningkat dari 2,06 menjadi
2,88 juta ton [2].
Reaksi transesterifikasi antara trigliserida dan alkohol akan menghasilkan
gliserol dan biodiesel yang akan terbentuk dua fasa, dimana fasa gliserol dan fasa
biodiesel terpisah [3]. Gliserol sebagai hasil samping produksi biodiesel ini
rata-rata terbentuk 10 % dari persen berat biodiesel. Gliserol ini memiliki harga yang
rendah akibat impuritis yang terkandung di dalamnya [4]. Impuritis yang
terkandung dalam gliserol seperti sabun, methanol, air, garam dan material
organik non gliserol (MONG) memberikan pengaruh signifikan pada konsentrasi
gliserol [3]. Gliserol hasil samping biodiesel memiliki karakteristik berwarna
coklat gelap, pH tinggi, viskositas dan densitas yang rendah dengan kandungan
kontaminan yang tinggi [5].
Gliserol memiliki banyak sekali kegunaan dalam bidang industri, baik dalam
bidang makanan, farmasi, kosmetik, tekstil, otomotif, pulp and paper [5], sebagai
solven ramah lingkungan [6] dan juga dapat dikonversi menjadi produk yang
bernilai tinggi, seperti biosintesis 1,3 propanadiol dari gliserol, produksi hydrogen
[1], pembuatan gliserol asetat [7], acrolein [8]. Umumnya, gliserol dengan
konsentrasi tinggi (di atas 99%) digunakan untuk industri makanan, obat – obatan,
atau kosmetik [9] serta dapat juga dengan mudah dioksidasi, direduksi,
dihalogenasikan, dieterifikasi, dan diesterifikasi untuk menjadi komoditas
alternatif sebagai bahan baku proses kimia [10]. Bagaimanapun , gliserol dari
hasil samping biodiesel belum cukup murni untuk digunakan dalam aplikasi
berteknologi tinggi. Untuk itu diperlukan beberapa perlakuan terutama untuk
menghilangkan impuritisnya [2]. Akan tetapi, pemurnian gliserol segar untuk
mencapai konsentrasi tinggi memerlukan biaya operasi yang tinggi, untuk itu,
2
2
diperlukan metode yang lebih murah dengan efisiensi tinggi [11]. Cara umum
yang digunakan untuk meningkatkan kemurnian gliserol diantaranya adalah
dengan distilasi, filtrasi, perlakuan kimia, adsorpsi, resin penukar ion, ekstraksi,
filtrasi, dekantasi dan kristalisasi, dimana berbagai metode yang digunakan
tergantung pada karakteristik gliserol yang akan dimurnikan [12]. Ada pula
dengan mengombinasikan beberapa proses diatas, seperti pemurnian dengan
proses ekstraksi dan distilasi [13] dan proses ekstraksi dan adsorpsi [14] .
Sebagai pre treatment awal, perlunya dilakukan asidifikasi yaitu dengan
penambahan asam pada bahan baku gliserol. Ooi, et al., 2001, melaporkan bahwa
perlakuan kimia dengan pH yang rendah lebih baik karena meningkatkan gliserol
dan mengurangi kadar abu dalam proses rekoveri gliserol [15].
Kongjao, et al., pada tahun 2009 melaporkan proses pemurnian gliserol
dengan menggunakan ekstraksi pelarut dengan pelarut pelarut polar yaitu ethanol
dengan didahului proses asidifikasi, didapat gliserol dengan tingkat kemurnian
hingga 93,34 %. Penggunaan pelarut polar menyebabkan kuantitas air dan MONG
masih lebih tinggi dari yang diperbolehkan. Untuk meningkatkan kemurnian
gliserol dan menurunkan kandungan air dan MONG, penggunaan pelarut non
polar diperlukan untuk mengeliminasi asam lemak bebas [16]. Sedangkan
Andrade, et al., pada tahun 2015 memurnikan gliserol dengan mengombinasikan
metoda ekstraksi bertingkat dan juga adsorpsi. Proses ekstraksi dilakukan dengan
menggunakan dua pelarut non polar, petroleum eter dan toluen. Penggunaan
pelarut petroleum eter ditemukan tidak terlalu efektif dalam poses ekstraksi
gliserol ini.[17]. Oleh sebab itu, perlunya dilakukan percobaan untuk melihat
kinerja pelarut non polar lain dalam proses pemurnian gliserol.
Tahapan terakhir dari proses pemurnian gliserol ini adalah adsorpsi.
Manosak, et al., 2011 melaporkan bahwa semakin tinggi penggunaan dosis
adsoprsi, maka semakin tinggi pula warna yang dapat direduksi mencapai 99,7 %
yaitu dengan dosis 200 g/l [18].
Dalam penelitian ini, beberapa proses tersebut dikombinasikan yaitu dengan
menggunakan perlakuan asidifikasi dengan asam klorida sebagai pretreatment
awal dan ekstraksi dengan pelarut non polar yaitu kloroform kemudian
3
3
dilanjutkan dengan adsorpsi diharapkan akan didapat gliserol dengan kemurnian
yang tinggi dan juga warna yang bersih.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Gliserol merupakan hasil samping biodiesel yang terbentuk tidak dalam
keadaan murni melainkan memiliki banyak impuritis di dalamnya. Untuk itu perlu
dilakukan pemurnian terhadap gliserol untuk mendapatkan gliserol yang sesuai
standard dalam aplikasinya pada bidang industri. Oleh sebab itu, peneliti ingin
mengetahui kinerja metode asidifikasi asam klorida (HCl) dan ekstraksi dengan
menggunakan pelarut non polar (kloroform) terhadap kemurnian gliserol yang
dihasilkan.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui rasio mol (n n⁄ ) asam klorida yang
optimum pada proses asidifikasi dan rasio volum (v v⁄ ) kloroform serta waktu
reaksi yang optimum pada proses ekstraksi untuk menghasilkan kemurnian
gliserol dengan kadar yang tertinggi.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Memperoleh gliserol yang murni sebagai produk utama dan asam lemak
bebas sebagai produk samping.
2. Memberi pengetahuan kepada peneliti tentang pemurnian gliserol dengan
metode asidifikasi dengan asam klorida (HCl) dan ekstraksi dengan
kloroform
3. Sebagai referensi kepada peneliti selanjutnya yang tertarik untuk meneliti
metode apa yang menjadi metode terbaik untuk pemurnian gliserol
4
4
1.5 RUANG LINGKUP
1. Penelitian dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia, Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
2. Bahan baku yang digunakan adalah crude gliserol hasil samping
pembuatan biodiesel dengan kemurnian 74,7161 %
3. Asidifikasi dengan asam klorida dilakukan dengan kondisi reaksi:
a. Variabel tetap
Suhu = 70 oC [19]
Waktu = 60 menit [19]
b. Variabel bebas
Rasio mol (n n⁄ ) HCl : gliserol = 1:1; 3:1; 5:1
4. Ekstraksi dengan kloroform dilakukan dengan kondisi reaksi:
a. Variabel tetap
Kecepatan pengadukan = 200 rpm [14]
Suhu = 50 oC
b. Variabel bebas
Rasio volum (v v⁄ ) gliserol : pelarut = 1:1; 1,5:1; 2:1
Waktu ekstraksi = 20 menit:40 menit:60 menit
5. Analisis yang dilakukan adalah:
a. Analisis komposisi bahan baku gliserol dengan menggunakan GC
b. Analisis kadar air dengan menggunakan metode Standard ISO
2097-1972
c. Analisis kadar abu dengan menggunakan metode Standard ISO
2098-1972
d. Analisis pH dengan menggunakan pH meter
e. Analisis komposisi gliserol yang dihasilkan dengan menggunakan
GCMS
